JPS59119745A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は金属配線層の改善された半導体装置およびそ
の製造方法に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、半導体装置の金属配線層はまず配線用金属膜上に
レジスト膜を塗布し、このレジスト膜を写真蝕刻した後
、酸を主成分とするエツチング液にウェハを浸し上記配
線用金属膜をエツチングして形成していた。このような
ウェットエツチングを用いた配線層の断面は第１図に示
す□ようなものである。図において、１ノは半導体ウェ
ハ表面を示し、１２はエツチングされたアルミニウム等
から成る金属配線であり、破線１０はエツチングされる
前の配線用金属膜を示し、１３は上記金属配線１２のマ
スクとなるレジストである。

ここに示すように、エツチング液を用いたエツチングは
、いわゆる等方エツチングと呼ばれるようにエツチング
液と接している金属配線層が面の方向の如何に拘ず略一
定の速度でエツチングされる。

従って、金属膜＠１２の断面はレジスト１３と配線用金
属膜Ｉθとの境界を中心としてレジスト１３下に略円状
に侵蝕された形状のものとなる。

しかし、最近ではより素子の微細化が要求されるように
なり、反応性イオンエツチング等の異方性エツチングが
主流となってきている。この異方性エツチングではウェ
ハに対し略垂直にイオンビームやガスプラズマを供給す
るもので、第２図に示すようにレジスト１３下の横方向
の侵蝕が殆んどなく、レジストパターンと同等の幅でか
つ略垂直の断面を有する金属配線１２が形成される。従
って、微細なパターンに金属膜を写真蝕刻できる。

しかし、上記のよ５な異方性エツチングにより形成した
急峻な断面構造を有する金属配線１２上に表面保護膜等
としてＣＶ　Ｄ　（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒ　Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による例えばＰＥＧ膜（リン硅
酸ガラス膜）、を形成すると、第３図に示すように保護
膜１４の断差部において、くびれが生じやすく、このく
びれが保護膜１４のクラックの原因となるという欠点が
あった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、
金属配線の微細化を損わずしかも工程の煩雑化を招くこ
となく金属配線層の断面形状を緩和でき、保護膜のクラ
ックの発生等を防止できる半導体装置およびその製造方
法を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明に係る半導体装置においては金属配
線の上部の断面を台形にすることによって保護膜におけ
るクランクの発生を防止する目的を達成するものである
。

この発明の製造方法においては、このような装置を製造
するためにウェハ上に配線用金属膜を形成した後レジス
トによるエツチングマスクを配線用金属膜上に形成する
。この後、まず従来のウェットエツチング等の等方性エ
ツチングによって上記金属膜が完全にエツチングされな
いようにある程度までエツチングし、続いて、上記レジ
ストのパターンを残したまま、反応性イオンエツチング
法等のウェハ垂直方向のエツチング速度が横方向のエツ
チング速度よりも極めて速い異方性エツチングによって
残りのエツチングを行うものである。

〔発明の実施例〕

以丁図面を参照してこの発明の一葵雄側につき説明する
。

まず、第４図（ａ）に示すように半導体ウェハの　　、
表面１ノ上にアルミニウム等からなる配線用金属膜１ｏ
を例えば約〜１．θμの膜厚で被着し、続いてこの金属
膜ｌｏ上にレジスト１３を約〜１．５μの膜厚で被着す
る続いてこのレジスト１３を写真蝕刻し、図のように例
えば線幅〜１．５μのパターンにする。

次いで第４図（ｂ）に示すように、このウェハをリン酸
を生成分とするエツチング液に浸し、上記アルミニウム
の金属膜１ｏをレズスト１３をマスクトシて約０．４μ
のエツチング深さでエツチングする。

続いて、これをさらにｃｃ１４（四塩化炭素）ガスを用
いた反応性イオンエツチングにより、上記レジスト１３
をマスクとしてエツチングし、第４図（Ｃ）に示すよう
に、レジスト１３下の金属膜１０が上記マスク幅に略垂
直にエツチングされ、レズスト１３の影とならない部位
の金属膜を全て除去する。

次いでレジスト１３を剥離し、第４図（ｄ）に示すよ５
に表面保護膜１４としてＰＳＧ膜を（４Ｄ法により被着
すると、図のようにＰＥＧ膜にくびれができず、段差部
において緩やかな傾斜を成して被着させることができる
。

以上のように予め予備エツチングとして配線用金属膜を
ある程度の深さまで等方エツチング処理した後に、ＲＩ
Ｅ法法等の異方性エツチングによって配線層を形成すれ
ば、第４図（Ｃ）および（ｄ）で示すＲＩＥ法により形
成された金属膜１０のエツチング断面Ａがウェットエツ
チングにより形成された円孤状の断面Ｂにより緩和され
るため、ＰＳＧ膜等の保護膜１４の被着性が改善される
。しかも、上記のウェットエツチングは工程が簡単で手
軽に行えるから、製造工程はこれによって特に煩雑化す
ることはない。

尚上記実施例では、ウェットエツチングにより金属膜を
まずその膜厚の約４０％エツチングし、続いて反応性イ
オンエツチングにより残りの金属膜をエツチングする場
合につき述べた。

この初めに行うエツチングのエツチングのエツチング量
は必ずしも金属膜の膜厚の４０％である必要はないが、
膜厚の約３０〜５０％の範囲が望ましい。

さらに金属膜の膜厚は１μに限るものではなく、また保
護膜としてＰＳＧ膜を用いる場合につき述べたが、例え
ばシリコン窒化膜等信のものを保護膜として被着しても
よい、。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の半導体装置によれば金属配線の
上部両角部が斜めに除去され・この金属配線上に被着さ
れる保護膜の断差部の形状を緩和できるため、微細化を
損うことなく保護膜におけるクラックの発生を防止でき
、歩留と信頼性の向上に寄与するものである。

また、この発明による半導体装置の製造方法によれば、
上記保護膜のクラックの発生の防止された半導体装置を
、製造工程の煩雑化を沼くことなく製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ従来の半導体装置を説明す
る断面図、第４図はこの発明の一実施例に係る半導体装
置を製造過程と共に示す断面図である。 １θ・・・配線用金属膜、１１・・・ウニへ表面、Ｉ２
・・・金属配線、１３・・・レジスト、１４・・・保護
ｊ摸。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦・−２α

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハ上に設けられた金属配線が断面形状
   において方形の上部両角部が斜め円孤状に除去されたメ
   サ形と方形とを重ねた形状を有し、この配線上に保護膜
   が被着されていることを特徴とする半導体装置。
2. （２）半導体ウェハ上に配線用金属膜を被着する工程と
   、この配線用金属膜上にレジストを塗布し写真蝕刻によ
   りレジストのパターンを形成する工程と、上記レジスト
   のパターンをマスクとして等方性エツチングにより上記
   金属ｉ膜を完全にエツチングし切らない範囲で予備上 エツチングにより上記金属膜を完全にエラ外ングし金属
   配線を形成する工程とを具備することを特徴とする半導
   体装置の製造方法。
3. （３）上記異方性エツチングｆ、’ｔＫ応性イオンエツ
   チングであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の半導体装置の製造方法。
4. （４）上記予備エツチングのエツチング量が上記配線用
   金属膜の膜厚のおよそ３０％乃至５０％の範囲であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載
   の半導体装置の製造方法。